海洋热上升和海洋环流反馈
总结
全球变暖的速度和变暖的空间分布受到海洋吸收热量的影响。海表温度(SST)由海洋从大气中吸收的热量决定;上层海洋分层，这取决于温度，盐度和风;还有洋流它们是由大气驱动的。海温又是大气的表面边界条件，影响大尺度大气风的模式而在中纬度地区则会影响风暴的路径和强度。海洋表面温度还影响高纬度地区的冰盖，从而影响反照率，反照率又影响大气，进而影响海洋温度。对所有这些过程缺乏了解，因此在气候模式中对其参数化，导致气候模式预测结果差异很大。raybet雷竞技最新
为了更好地表示海气界面的热量和二氧化碳交换，需要在气候模型中改进上层海洋过程的物理表征，该模型基于对不同海洋环境(包括北纬和南纬高纬度地区)的温度、盐度和太阳辐射吸收的垂直结构的实验研究。raybet雷竞技最新必须改进全球海洋中随时间变化的温度和盐度分布的定义，包括热量和淡水的空气-海洋通量。这将需要全面实施一个具有当前和计划中的海洋观测卫星能力的系统，即Argo全球海洋观测卫星阵列分析浮动在拉布拉多海、格陵兰-冰岛-挪威海、威德尔海和罗斯海等海域，建立了对温盐环流具有重要意义的深水形成的现场热带海洋观测网，并制定了监测这些海域关键区域的战略。
巨大的体积和热惰性调节每日、季节和年际的温度波动。海洋还充当从低纬度到高纬度的大规模热量输送器，以响应与大气的热差和淡水交换。海洋是一个巨大的二氧化碳库，因此提供了潜在的辐射源和汇重要的温室气体．
由于人类活动使raybet雷竞技最新气候变暖，海洋中调节热量吸收的过程将对变暖速度产生强烈影响(Wiebe和Weaver, 1999)。随着风以及降水和蒸发之间的差异在气候变暖中发生变化，决定海洋表面温度的过程，特别是在热带地区，将强烈影响全球各地对变暖的区域反应，也可能影响变暖的速度(Manabe等人，1990年raybet雷竞技最新)。不断变化的地表温度将反过来影响风和海冰。如果气候变暖的影响减弱了中纬度和高纬度地区海洋的翻转，raybet雷竞技最新那么变暖的速度就会加快，可能会发生大面积的区域性气候变化。
本章的讨论主要涉及海洋在反馈人为气候变化方面的作用。raybet雷竞技最新这里还讨论了海洋热吸收在预测未来气候变化中所起的作用。raybet雷竞技最新我们认识到，严格地说，后一个主题超出了本反馈报告的范围;然而，由于海洋热吸收和气候变化反馈在科学上不可分割的性质，以及热吸收对预测未来气候变化的重要性，我们在这里将两者都包括在内。raybet雷竞技最新
海洋过程与大气之间的耦合和反馈涉及海洋的动力状态，包括海洋表层的翻转、混合和分层，以及主要由风驱动的热量和淡水从一个区域到另一个区域的水平和垂直运动。甚至有相当一部分温盐(输送机)环流是由上层海洋的平流和上升流所驱使的。如果大气对海洋状况敏感，那么风就会受到影响，进而影响海洋，这是反馈的必要成分。例如，北极振荡强度的变化可能会影响颠覆的强度，而颠覆反过来又会反馈给北极振荡的强度。
大气对海洋的直接敏感性通常在热带地区最强。在高纬度地区，海冰覆盖和反照率是一个重要因素，因此气候对影响这些纬度地区海冰的海洋条件间接敏感。raybet雷竞技最新但整体海洋表面温度是海洋热容的函数海洋盐度分层和大规模平流模式。海表温度的重大位错，例如在大气候变化期间发生的那些位错，对大气及其动力学有影响。raybet雷竞技最新
海洋通过海温对大气和气候产生影响，海温会影响覆盖大气的热量含量、风、风暴和水蒸气含量，并通过其raybet雷竞技最新在生物地球化学循环中的作用(见第8章)。与海洋有关的最著名、可能也是最强烈的气候反馈是厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)，它以赤道太平洋为中心，产生强烈的年际气候变化，影响全球的大部分地区。ENSO及其通过附加物理过程的调制(在第9章中讨论)，以及其他自然模式的可变性在第9章中概述。与海冰有关的反馈在第4章中进行了描述。在这里，我们选出了涉及混合、局部海气通量和温盐(深海环流流程。
混合，海洋热吸收和气候反馈raybet雷竞技最新
为了理解海洋热量和碳吸收的瞬态性质，以及它们如何影响大气海表温度和二氧化碳水平，必须考虑热量和碳在表面交换的过程，以及这些变化是如何在表面和海洋深层之间传递的过程。地表通过蒸发、降水和冻结进行的淡水交换对密度的设定也至关重要海洋的结构在它的表面。混合过程将地表淡水通量的影响传递到海洋深处，在那里它们影响密度驱动的环流。
大洋表面的交流
大气和海洋之间的界面对于涉及两个系统的耦合和反馈至关重要。的热的传递在确定海洋热量吸收和环流对气候变化的反馈潜力方面，空气-海洋界面的湿度、动量和碳至关重要。raybet雷竞技最新我们需要更好地理解海气界面交换的物理过程。这需要进行观测和面向过程的研究工作，以便更好地描述和减少海气通量观测和参数化以及边界层转移物理中的不确定性。另一个重要问题是，需要更好地估计海洋上空观测到的热量和水分通量，以便将其用作评估气候模型性能的指标。raybet雷竞技最新
海洋混合层过程
的条件海洋混合层直接影响大气，而大气强迫通过混合层传递到海洋。混合层对冰的形成也有重要影响。表面波和相关的表面湍流是海洋-大气气体和动量交换的主要界面，也是一些气溶胶注入大气的主要界面。海况(波浪状况)取决于风速．随着风的增加，海况增加，空气海交换加速。风速和海况也会影响海洋的蒸发速率，进而影响海洋和大气之间的热交换。这些湍流交换通常用体积系数乘以相关参数(如风速或湿度)来参数化，而不是依赖于对波浪本身的详细预测或观察。sst是这个系统的一个组成部分。它们不仅通过对热交换的影响影响大气，海温的水平梯度也影响风的强度。一个例子是信风对热带太平洋海温梯度变化的响应。
表层混合是由与风速相关的湍流和由于表面冷却而产生的对流驱动的。混合层的深度和性质也取决于混合层与下垫水之间的密度差。温度和盐度分层都很重要。盐度分层过去在寻找简化解的过程中常常被忽略，但在20世纪90年代，人们广泛认识到盐度是热带和次极地近地表分层的主导因素高纬度地区(即在降水和径流过剩的地区)。
海洋吸收入射太阳辐射的深度有时超过混合层的深度。这种吸收使水柱变暖。吸收取决于水的清澈程度。在存在较大的沉积物负荷或较大的生物生产力时，吸收局限于较浅的深度，海表温度可能显著较高(3-4摄氏度)(Denman, 1973;马丁,1985)。吸收的垂直分布影响上层分层，从而影响混合层动力学和海表温度。如果吸收较浅，海表温度增加，上层分层增加，从而进一步增加海表温度。较高的温度也可能增加生物生产力，这也会产生正反馈。
表层过程的建模应通过纳入集中观测活动的信息来改进。在代表海洋条件变化的若干地点进行的持续观测应包括热和淡水的海气通量、上层海洋温度和盐度结构以及太阳辐射的吸收。这些观测必须在代表不同海洋环境的几个区域(包括北纬和南纬高纬度地区)进行。这些剖面的季节性和亚季节性变化，以及通过消耗性深海温度计(XBTs)、Argo剖面浮标阵列、热带海洋全球大气计划的热带大气海洋项目(TOGA/TAO)、热带大西洋试点研究系流阵列(PIRATA)、海底滑翔机、结合卫星测量海平面高度和海洋颜色，可以用来测试对海洋吸收热量的理解及其在气候模型中的模拟。raybet雷竞技最新
其中一些重要的变量是大尺度海表高度和温度、上层海洋热含量以及北太平洋、北大西洋和中纬度南大洋的跃层深度模式。这些可用于测量和诊断自然年代际时间尺度模式的环流强度和相位，包括北极(北大西洋)和南极振荡以及太平洋年代际模式。这些自然模态的强度或相位的变化很可能在人为强迫下发生。
继续阅读:温盐环流风反馈
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